一種採用鐵酸鹽類微波催化劑降解有機廢水的方法
2023-10-17 14:44:44 2
專利名稱：一種採用鐵酸鹽類微波催化劑降解有機廢水的方法
技術領域：
本發明涉及一種鐵酸鹽類微波催化劑以及採用這種鐵酸鹽類微波催化劑降解有機廢水的方法。
背景技術：
隨著經濟的發展，環境負擔也日益沉重，尤其是水體環境。有機廢水色度深、難生化降解、成分複雜。這些有機汙染物流入水體中，水資源受到嚴重的汙染，且對人體有潛在的危險性。從環境和人類健康兩方面考慮，有機廢水在排放前，必須經過處理。因此開發一種高效、經濟的廢水處理方法迫在眉捷。
目前用於降解有機廢水的方法主要有物理吸附法，生物脫色法，超聲降解法，光催化降解法，微波輔助光催化降解法，微波與無機氧化劑氧化法。生物法，處理時間長，不能完全降解廢水中的汙染物，吸附法不能降解汙染物，只是將它們的狀態進行轉移，光催化法降解只適合低濃度有機廢水的處理，且處理時間長。超聲降解處理時間長，降解效率低。微波輔助光催化降解法，其實質是用微波輔助的方式強化光催化的效果，仍然沒有完全脫離光催化，在一定程度上，可縮短反應時間，但不能處理高濃度有機廢水。微波與無機氧化劑氧化法，對氧化劑的用量很大，且成本高，氧化劑的利用率低。
發明內容
為了克服現有技術中存在的處理時間長，降解效率低，成本高等問題，本發明提出了一種新的降解有機廢水的方法，採用本發明的方法，能夠有效的解決現有技術中存在的問題，且能夠連續規模處理，易於工業化生產。本發明是採用如下技術方案實現的一種採用鐵酸鹽類微波催化劑降解有機廢水的方法，其中將鐵酸鹽類微波催化劑與有機廢水混合，採用微波對有機廢水進行輻照，所述的鐵酸鹽類微波催化劑為鐵酸鹽或者負載有金屬或者金屬氧化物的鐵酸鹽。上述的鐵酸鹽類微波催化機降解有機廢水的方法，其中所述的微波催化劑為MgFe2O4 或 MgFe2O4-Fe2O3 中的一種或兩種。上述的鐵酸鹽類微波催化機降解有機廢水的方法，其中所述的鐵酸鎂採用共沉澱-晶化法製備，並在一定溫度下煅燒。上述的鐵酸鹽類微波催化機降解有機廢水的方法，其中所述的鐵酸鎂採用如下方法製備以硝酸鐵和硝酸鎂為原料，以氨水或氫氧化鈉為沉澱劑，在90-200°C下晶化8-16小時,在200-1000°C下煅燒O. 5-7小時。上述的採用鐵酸鹽類微波催化劑降解有機廢水的方法，其中所述的金屬為鈦、鐵、鈷、鎳、銅、鎂、鑰、鉍、鎢中的一種或多種，所述的金屬氧化物為金屬鈦、鐵、鈷、鎳、銅、鎂、鑰、鉍、鎢的氧化物中的一種或多種。上述的採用鐵酸鹽類微波催化劑降解有機廢水的方法，其中有機廢水為結晶紫廢水，結晶紫廢水的濃度為20-200mg/L。上述的採用活性炭基微波催化劑降解有機廢水的方法，其中有機物與微波催化劑的質量比為1: 2 — 50。上述的採用活性炭基微波催化劑降解有機廢水的方法，其中微波輻照的功率為200-800瓦，微波輻照的時間為1-15分鐘。上述的採用活性炭基微波催化劑降解有機廢水的方法，其中將微波催化劑填充在微波反應管中組成微波催化反應床層，對廢水進行連續處理。上述的採用活性炭基微波催化劑降解有機廢水的方法，其中微波催化反應床層含有至少兩段微波反應管。採用本發明的技術方案，能夠極大的提高降解效率，且處理時間大大縮短，操作簡 單易行，投資和運行成本低，佔地面積少，降解徹底，可降解有機廢水的濃度範圍廣，能夠連續規模處理，易於工業化生產，無二次汙染，適用於印染、造紙、化工、製藥等行業中有機廢水的處理。
具體實施例方式具體實施方式
中採用的分析方法為利用紫外分光光度計在270nm處對溶液的吸光度進行測定，由(公式I)可知溶液濃度與吸光度呈正比，因此可得出溶液濃度，並根據(公式2)計算出溶液降解率。A=CtCL (I)其中，A :吸收度α :摩爾吸光係數，L · g-1 · cm-1 ；C :溶液的濃度，g · L-1 ；L :吸收層厚度，cm。
權利要求
1.一種採用鐵酸鹽類微波催化劑降解有機廢水的方法，其特徵在於將鐵酸鹽類微波催化劑與有機廢水混合，採用微波對有機廢水進行輻照，所述的鐵酸鹽類微波催化劑為鐵酸鹽或者負載有金屬或者金屬氧化物的鐵酸鹽。
2.如權利要求1所述的鐵酸鹽類微波催化機降解有機廢水的方法，其特徵在於所述的微波催化劑為MgFe2O4或MgFe2O4-Fe2O3中的一種或兩種。
3.如權利要求2所述的鐵酸鹽類微波催化機降解有機廢水的方法，其特徵在於所述的鐵酸鎂採用共沉澱-晶化法製備，並在一定溫度下煅燒。
4.如權利要求3所述的鐵酸鹽類微波催化機降解有機廢水的方法，其特徵在於所述的鐵酸鎂採用如下方法製備以硝酸鐵和硝酸鎂為原料，以氨水或氫氧化鈉為沉澱劑，在 90-200°C下晶化8-16小時，在200-1000°C下煅燒O. 5-7小時。
5.如權利要求1所述的採用鐵酸鹽類微波催化劑降解有機廢水的方法，其特徵在於所述的金屬為鈦、鐵、鈷、鎳、銅、鎂、鑰、鉍、鎢中的一種或多種，所述的金屬氧化物為金屬鈦、 鐵、鈷、鎳、銅、鎂、鑰、鉍、鎢的氧化物中的一種或多種。
6.如權利要求1所述的採用鐵酸鹽類微波催化劑降解有機廢水的方法，其特徵在於有機廢水為結晶紫廢水，結晶紫廢水的濃度為20-500mg/L。
7.如權利要求1所述的採用活性炭基微波催化劑降解有機廢水的方法，其特徵在於有機物與微波催化劑的質量比為1: 2 — 50。
8.如權利要求1所述的採用活性炭基微波催化劑降解有機廢水的方法，其特徵在於微波輻照的功率為200-800瓦，微波輻照的時間為1-15分鐘。
9.如權利要求1所述的採用活性炭基微波催化劑降解有機廢水的方法，其特徵在於將微波催化劑填充在微波反應管中組成微波催化反應床層，對廢水進行連續處理。
10.如權利要求9所述的採用活性炭基微波催化劑降解有機廢水的方法，其特徵在於微波催化反應床層含有至少兩段微波反應管。
全文摘要
本發明涉及一種鐵酸鹽類微波催化劑，在微波輻照下，催化氧化降解廢水的方法。本發明的技術方案是以鐵酸鹽為催化劑，或者在活性炭上負載一種或多種金屬氧化物為鐵酸鹽，然後將這種催化劑放入有機廢水中，採用微波輻照，從而降解有機廢水，本發明的方法還可以通過固載微波催化劑，對廢水進行連續處理。本發明具有以下優點操作簡單易行，投資和運行成本低，佔地面積少，降解徹底，可降解有機廢水的濃度範圍廣，無二次汙染，適用於印染、造紙、化工、製藥等行業中有機廢水的處理。
文檔編號B01J23/745GK103011333SQ201210570290
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月25日 優先權日2012年12月25日
發明者周繼承, 蔣尊芳, 高令飛, 殷誠 申請人:湘潭大學